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中文摘要目前我国沿海的防御需求迫切需要开发一型用于沿海岛屿运

归档日期:08-07       文本归类:编队防御      文章编辑:爱尚语录

  中文摘要目前我国沿海的防御需求迫切需要开发一型用于沿海岛屿运输保障和小型登陆艇补给保障的新型补给船。本文在分析国内外补给船发展趋势的基础上 提出了一种小型多功能补给船的概念。此船型可运载多种货物、可对登陆艇编队及沿海设防岛屿实施综合补给保障、具有一定两栖支援能力。论文针对该船型开发以及补给技术展开以

  中文摘要目前我国沿海的防御需求迫切需要开发一型用于沿海岛屿运输保障和小型登陆艇补给保障的新型补给船。本文在分析国内外补给船发展趋势的基础上 提出了一种小型多功能补给船的概念。此船型可运载多种货物、可对登陆艇编队及沿海设防岛屿实施综合补给保障、具有一定两栖支援能力。论文针对该船型开发以及补给技术展开以下几个方面的研究 船型论证 首先 依据设想的性能目标选择基本船型 然后进行主要尺度要素的分析 在此基础上进行推进操纵方式的论证 接着进行主尺度优化论证 型线设计 最后 进行总布置规划。靠绑补给 详细分析靠绑补给作业过程 针对靠近和分离、靠绑以及补给作业 个阶段展开了研究。对其中的难点和关键问题给出合理的解决办法。提出一种简单的数学模型 用以计算单点系泊靠绑船舶的环境荷载 并使用 软件编程进行实例分析。减摇措施 小型补给船在进行补给作业时 货物的吊装转运会使横摇运动加剧 严重影响补给的正常进行。同时 由于可装载多货种 作业时各种货物的载货量不断变化 多功能补给船的浮态变化也较复杂。为了提高实施补给作业的风浪条件 本文主要探讨适用于小型船艇的摇摆控制措施。模型试验 多功能补给船是一种新船型 对其各种性能的理论计算尚需通过相应的模型试验加以验证 从而揭示其内部规律 进一步修正、完善理论计算方法。针对概念船型方案组织了风浪流模型试验 以期准确地把握补给船在靠绑补给过程中的相对运动和相互作用 为实船研制提供准确的依据。关键词 多功能补给船靠绑补给环境荷载减摇措施模型试验 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果除了文中特别加以标注和致谢之处外 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得鑫鲞盘璧或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名 签字日期 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解鑫奎盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫生盘竺可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 保密的学位论文在解密后适用本授权说明 学位论文作者签名 导师签名 座以签字日期 己日天津大学硕士学位论文第一章绪论立题背景与研究目标第一章绪论海上综合补给船在国外已有几十年的发展历史 主要应用于对海军战斗舰艇的航 行补给。近年来 海上综合补给船得到了迅速发展 综合补给船已实现多功能化 补给内容呈现多样化、大荷重的特点 海上补给手段和装置不断改进 船舶航速和补给效率均有很大提高 适应海况的能力显著增强 保障设备更趋完善、安全和可靠 另外 已普遍开始采用集装箱方式实施海上补给 补给效率明显提耐 】。我国海军综合补给船具有油、水、货等多货种补给能力并可在海上进行航行综合补给。这类装备主要针对海军战斗舰艇 装载量和船舶吨位都比较大 补给量一般在 吨以上捌。我国沿海设防岛屿近 个。这些岛屿构成我国海上防御的天然屏障 是我海防体系和抗登陆战场体系的重要组成部分 对捍卫领土主权完整 维护海洋权益 保障国家经济建设顺利进行 均具有十分重要的作用。然而 适用于对小型舰艇综合补给的小型综合补给船技术难度较大 目前只有法国、德国等少数国家拥有【 】。国内小型综合补给船的开发基本上处于空白。目前 沿海设防岛屿的运输保障主要由运输补给船艇和登陆艇承担。陆军现役运输船主要为单货种运输船 如成品油船、小型货船、冷藏船等 这些船艇装载量相对比较大 主要承担大宗物资、油料的海上运输任务 其中成品油船主要用于空军场站的油料保障 陆军海上油料运输保障能力则相对较弱。“八五”期间研制的沿海多用途运输船是一种兼具运输与补给功能的大型船艇 可运送油、水、货等多种货物 并具有较强的对岸补给能力和一定的海上补给能力 可用于平时沿海岛屿的运输补给 也可用于陆军登陆艇编队的伴随保障。现役登陆艇主要包括 等船型。这些船艇吨位较小适合在沿海岛礁浅水区域航行 可在无码头的岸滩登陆 平时主要承担沿海岛屿日常零星货物、车辆的运输保障任务。战时 陆军登陆艇担负着登陆装备、兵员和作战物资的两栖输送任务。这类船艇目标小、数量大、机动灵活、输送效率高 可在我国近海航区以岸对岸方式执行两栖输送任务 在未来渡海登岛作战中 是我军两栖输送的一支重要力量。天津大学硕士学位论文第一章绪论但这类艇为保持良好的机动性和登滩能力 续航力、自持力都比较小 用于长时间、大距离输送时 续航能力明显不足 因此 在平时演习及战时集结、航渡过程中 需要进行燃油、淡水、食品、武器弹药等消耗品的伴随补给。目前 登陆艇编队的伴随保障任务主要由现役沿海多用途运输船承担。到“九五”末期 陆军运输补给船艇已初步形成了大中小系列配套、具有多种货物运输能力和一定伴随补给能力的装备体系 可基本满足沿海岛屿平时运输保障的需要。但总的看来 此类船艇的整体技术水平还比较低 综合运输补给能力还比较弱 难以满足沿海岛屿较大规模运输保障和渡海登岛作战登陆艇编队伴随保障的需要 普通运输船功能单一 航速偏低 基本不具备补给能力 登陆艇用于沿海岛屿保障时 无法在普通岸壁码头卸载车辆 沿海多用途运输船在海上补给能力方面仍有较大欠缺 只能在风浪条件较好的条件下实施靠泊补给 难以完成风浪条件下的海上补给任务 也不能搭载车辆。自身防御能力亦较差。为有效实施对登陆艇编队的伴随保障和对沿海岛屿的综合保障 急需发展一型具有综合运输能力、可对登陆艇编队和其他小型船艇实施综合补给的多功能补给船。总之根据陆军海上运输补给任务的需求和国内外相关技术发展趋势 经综合分析论证 考虑发展一型可运载多种货物、可对登陆艇编队及沿海设防岛屿实施综合补给保障、具有一定两栖支援能力的新型多功能补给船 以替代现役沿海多用途运输船。预先设想的主要功能包括 可运载油料、淡水、干货、车辆等多种货物 并均可在普通岸壁码头装载 岛屿补给 油料、淡水可直接驳运上岛 车辆、物资可通过舷门跳板或吊机在岸壁式码头卸载 航行补给 可对陆军现役 型登陆艇进行海上航行补给两栖支援 本船设艉门 为自持型 用于两栖装备下水 可在 级海况中限下完成对登陆艇的靠绑补给闸 本船干舷甲板以上为纵通式车辆大舱 干舷甲板以下设货油舱、淡水舱 主甲板中部为补给区 设专用液货补给架和干货补给架、货舱口、升降机及起重机 补给物资主要储存在车辆大舱内 通过升降机和叉车转运至主甲板补给区。 天津大学硕士学位论文第一章绪论 研究与发展概况 海上综合补给技术海上综合补给技术在国外已有几十年的发展历史 主要应用于对海军战斗舰艇的航行补给保障。海上补给最初是以前后拖带的方式进行燃料补给 第二次世界大战前后 发展为横向索道补给 补给内容也扩大到导弹及人员 近年来 海上综合补给得到迅速发展 补给内容已呈现多样化、大荷重的特点 船舶航速和补给效率都有很大提高 适应高海况的能力显著增强 保障设备更趋完善、安全、可靠口胴。当前 海上综合补给技术的基本特点和发展趋势是 综合补给船向高速化发展 以提高机动能力和补给效率。 综合补给船向多功能化 除担负海上综合补给任务外 兼具执行抢险救灾、海上救援、医疗保障和海上指挥等任务的能力。 海上编队后勤保障普遍实行分级补给方式 即作战舰艇由综合补给船实施伴随补给 综合补给船则由油船 军需船等单一功能的运输补给船进行补给。 液货补给仍采用纵向和横向两种形式 但海上补给手段和装置不断改进 以提高补给效率、缩短补给时间、提高对恶劣海情的适应性。主要措施包括 加大输管直径或增加输管的数量 采用探针式对接装置 方便输送软管的连结与解脱 软管支撑装置采用缓冲器 以平衡支承索在船舶横摇或偏航时产生的张力变化。 干货补给以采用横向高架索补给接受装置为主 辅以轻型人力牵引的高架索法。 广泛采用直升机垂直补给方式。直升机载运货物可缩短输送时间 并可兼任海上搜索和救援任务 实践证明 海上垂直补给对直升机性能要求较低 甚至最简单、最常用的直升机在中等的飞行条件和海况下也能用于垂直补给 因此 直升机几乎己成为现代综合补给船的一项必要装备 这也提供了将综合补给船用于反潜战或反水面舰艇战的可能性。 己普遍开始采用集装箱实施海上补给。利用集装箱进行海上补给 可明显提高补给效率。 船舶自身防卫能力不断加强。随着现代武器装备的发展 综合补给船防卫能力受到高度重视 普遍配备了火炮、防空导弹、“密集阵”近战系统等 主要目的是尽天津大学硕士学位论文第一章绪论量减少护航兵力 部分补给船已具备与护卫舰相同的防卫能力。 海上后勤系统技术海岸后勤系统是指将大型船舶装载的武器装备经过自然岸滩卸载运至陆地的系列装备 主要包括海上滚装转载平台、驳运船和栈桥码头等。以美军为例 其联合海岸后勤系统经历了几十年的发展历史 已成为海上预置力量和战略海运力量支援两栖作战的基础 成为海上战略输送力量的重要组成部分【 】。本文借鉴海岸后勤系统技术中滚装卸载、转运装备的有关技术 这类技术的基本特点是以平台、栈桥等辅助设施与滚装船跳板连接 实现装备的滚装卸载。为保证系统适应高海况作业 通常采取多种技术措施 解决因浮体的相对摇摆运动产生的冲击载荷和滚装跳板的悬挂、支撑强度等问题。目前 美军海岸后勤系统已能够在 级海况下完成装备的岸滩卸载作业。现在美军正在筹划 年海上预置力量船舶系统建设 其基本概念是在海上预置力量船舶上装载大量装备、物资和人员 并配置气垫登陆艇、垂直起降飞机、短距起降飞机等两栖攻击装备 通过船舶上设置的升降机、集成卸载跳板和起降甲板等 这些两栖攻击装备可直接携带装备和人员展开 并实施两栖攻击。这种船舶可减小两栖行动对海岸附属设施的依赖性 有效克服自然岸滩及人为障碍 大大提高登陆作战的有效性【 民用滚装技术民用滚装型运输船舶主要有滚装船和车客渡船。滚装船的主要特点是在两舷及艉部设置滚装跳板 其跳板重量通常较大 卸载时主要依靠码头支撑 这类船舶既可在专用滚装码头卸载 也可利用舷侧跳板在普通岸壁码头卸载。车客渡船是一种多功能型运输船舶 其跳板设置与滚装船大体相似。这类船舶的车辆大舱基本为贯通型大舱 抗沉性一般难以满足。近年来 出现了一种新型的车客渡船设计概念 主要思想是以干舷甲板作为车辆承载甲板 车辆大舱亦为纵通型舱室 并在首尾分别设置滚装跳板 干舷甲板以下布置多道水密舱壁 既有利于车辆上下 又易于保证抗沉性。 天津大学硕士学位论文第一章绪论 本文研究的主要内容究 根据多功能补给船的发展情况与研究进展 本论文主要开展以下几个方面的研 船型方案论证结合国内外现有补给船或类似船的船型特点 根据设想的目标和性能要求 选择合理的基本船型 分析主要的船型要素 设置适当的建筑形式 提出装卸货种及相应的装卸方式 形成初步的总体布置方案。在此基础上 进行推进方式的论证 得出合理的推进操纵配置方案。组织模型试验 建立阻力预报方法 并编程进行多方案优选。 靠绑补给技术研究靠绑补给 即在补给船锚泊状态下 与接受舰船相互并靠绑扎时 进行接触式干液货传送作业。作为本补给船在海上补给的主要方式之一 靠绑补给作业对海洋环境的影响比较敏感。补给船采用单点锚泊定位 。并编写程序计算该状态下 靠绑系统的环境荷载 寻找平衡位置。接着 选择合适的护舷 分析靠绑过程中产生的靠泊力 并确定受给船的靠泊角度和法向速度的大体范围。靠绑后 为避免由于横摇产生的两船舷侧或上层建筑之间的碰撞 采取合理的上层建筑设置形式 并研究护舷作为隔离装置时合理的尺寸。设置舷门解决由于高度差引起的不便系缆的问题。最后 分析进行补给作业过程中 如何有效进行波浪补偿与防晃。 减摇措施研究摇摆运动对海上靠绑作业的影响较大 而且 本船具有滚装功能 也要避免出现短的横摇周期和大的横摇加速度以及摇摆角度。为此 研究国内外的各种减摇措施 讨论适合本船的减摇措施 并计算了减摇效果。 模型试验研究由于本船属新开发船型 为准确掌握补给船的阻力特性 特委托 所进行模型 天津大学硕士学位论文第一章绪论自航试验 根据试验结果 分析本船的阻力因子 功率需求。同时 为准确掌握靠绑状态补给系统的运动性能 特委托上海交大进行耐波性试验 测试两浮体的六个自由度绝对运动 相对运动、系缆力、撞击力、吊点与登陆艇甲板的相对垂向位移等。 本论文的目的和意义小型多功能补给船体现了现代补给船的发展趋势 可以在海上以及沿海岛屿实现多功能补给 具有机动性、综合性的鲜明特点 】。对该船型的研究 国外已完成早期的理论分析、模型试验以及实船开发及技术推广等阶段 相比之下 我国的综合补给船只能对大型战斗舰艇实旋航行补给 而小型综合补给船的开发基本上处于空白。同时 由于该船型具有优良的军事应用前景 国外的许多研究都是在保密的情况下进行的 公开的资料很少 仅仅有些研究范围及概略性的评述。因此 对小型多功能补给船进行深入的理论分析和模型试验 以得到较为详实的水动力资料 针对此船型的海上补给技术、运动性能等方面进行研究 这些工作都为实船型号的研制提供重要的依据 还可以期望在未来的民用营运中带来巨大的效益。天津大学硕士学位论文第二章目标船型概念设计 引言第二章目标船型概念设计本章确定一个小型多功能补给船的船型方案 为后面的靠绑补给技术研究、减摇措施研究以及模型试验研究提供一个明确的研究对象。首先 依据设想的性能目标选择基本船型 然后进行主要尺度要素的分析 在此基础上进行推进操纵方式的论证 接着进行主尺度优化论证 型线设计 最后 进行总布置规划。 船型论证根据补给船具有多货种装载、可进行综合海上补给以及小型码头补给的特点 主要考虑 种各选船型 双体船型 小水线面船型 常规单体船型。由于前两种船型具有良好的耐波性能的特点 首先根据补给船的设想功能要求对双体船型和小水线面船型进行分析论证。 双体船型 双体船的主要优点旧图 航行中的双体船 甲板面积大 在同样排水量的情况下 双体船有效甲板面积一般要较单体船大 左右。

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